MRI检查胶质瘤微血管通透性的临床应用

　　外源MRI钆对比剂灌注。

　　虽然相对脑血容量(relativeCBV,rCBV)仍是目前临床上使用的胶质瘤分级的重要依据，但越来越多的临床应用显示，Ktrans等微血管通透性指标已作为重要评价指标。MRI参数Ktrans与rCBV具有相同的评价效果，二者均可用于胶质瘤的分级诊断。Ktrans和ve低别胶质瘤明显低于高别胶质瘤。MRI具有更快的成像速度，采用K2校正图像可以提高胶质瘤分级的准确性，因此K2,Kα评价微血管通透性成为一个新的研究方向。但是，Skinner等人使用K2,Kα对高级别胶质瘤患者微血管通透性的评估发现，K2,Kα评估的效果并不理想，而且两个参数与Ktrans没有明显的相关性；然后，Taoka等人通过改进数据处理方法，分析K220%ile(K2直方图中的第20个百分位值)和Ktrans之间的关系，发现K220%ile与Ktrans20%ile之间存在明显的线性关系。

　　K2和Kα对胶质瘤血管通透性的研究还很少，还需要大量的实验来证实。采用双回波、多回波平面成像(EPI)及EPI与梯度回波、自旋回波联合应用后，K2、Kα和Ktrans都能通过DSCMRI计算出来，因此，利用DSCMRI评估肿瘤血管通透性具有很大的潜力，它可以更精确地全面评估胶质瘤的微血管通透性。

　　无对比剂的MRI灌注

　　扩散权ASL

　　用DCEMRI获得的Ktrans、ve、vp等定量参数来评价脑胶质瘤微血管通透性在临床和科学研究中经常使用，但是，基于外源性对比剂的MRI方法，必须借助对比剂通过较大的血管间隙进行外渗才能评价脑胶质瘤微血管通透性，因此，在疾病早期或血管间隙变化不明显的情况下，外源性MRI无法评价脑胶质瘤微血管通透性。由于内源反差分子的质量很小，不需要考虑其生物相容性和安全性问题，而且水分子的任何一个阶段都可以通过血脑屏障，而且仅通过扩散这种方式。扩散加权ASL通过对血中水分子进行标记，很好地解决了配比分子大小和来源的问题，并且通过ASL和扩散加权的结合，使ASL能够区分水分子来自血管还是组织。

　　多个参数，如Wang等引入了扩散权值b，发现b=0s/mm2时，图像中主要显示扩散速度快的水分子信号，即血管中的水分子，由于其扩散运动不受血脑屏障限制，因而与血管通透性相关不强；而b=50s/mm2时，图像中主要显示扩散速度慢的水分子信号，即血管中的水分子，由于其扩散运动不受血脑屏障限制，因此可以通过计算b=50s/mm2时的定量参数PS/Vc来反映血管通透性。

　　StLawrence等又提出了两阶段法以提高测量精度，不仅改为使用假连续脉冲动脉自旋标记器(pseudoCASL,PCASL)来提高信噪比，而且为了更直观地反映血管通透性，在实验中又采用新的通透性参数Kw来代替PS/Vc，并在以后的实验中验证两者对微血管通透性的评价效果相同。用Kw观察了缺血后不同时间BBB的变化，并与最近对缺血卒中模型的研究结果进行了Ktrans、EB染色比较，结果表明Kw对缺血后BBB的变化敏感。但是，目前还没有关于Kw对胶质瘤微血管通透性的研究，Kw评价方法的特异性和准确性还有待检验。

　　虚拟机

　　应用IVIM评价微血管通透性的原理与DWASL相似，也就是用扩散参数来区分水分子的不同组成，目前更多的研究集中在IVIM参数与DCEMRI等其它成像方法参数的相关性上。通过对20例胶质瘤患者的IVIM参数与DSCMRI、DCEMRI参数进行对比分析，发现f与PS之间有显著的负相关关系，而ASL扩散加权后较慢的扩散速度与血管通透性有关，1f可能与PS呈正相关。

　　另外一项对家兔腿部皮下种植的VX2肿瘤的射频消融治疗研究表明，通过IVIM所得参数D、D、f和DCEMRI,Ktrans和ve没有相关性。在一项用不同MRI方法评价胎盘功能的研究中，Siauve等人也没有发现IVIM参数与诸如胎盘血管通透性等生理参数之间的相关性。这可能是因为模型的选择问题，后两项研究都没有采用脑病模型。但在神经系统以外，血管通透性多涉及到水分子的扩散和血管内皮间隙的渗入，因此以水分子的扩散为基础的IVIM很难发挥其评估微血管通透性的能力，因而很难发现其相关性。

　　目前，IVIM主要应用于腹腔脏器功能的研究，很少应用于颅脑，但其在临床应用中具有很大的潜力，今后的研究不仅可以更多的选择脑部疾病模型，而且可以建立IVIM参数与微血管通透性改变等病理特征的直接联系。

　　CEST

　　在肿瘤发生后，微血管通透性增强，内源性比色剂更容易进入组织和EES，通过CEST改变水的MR信号，进而改变肿瘤组织成像信号强度。在未饱和状态下转移的成像强度定义为S，在饱和状态下转移的成像强度变化定义为ΔS，则两者均以ΔS/S来表示，以此反映对比剂对微血管外渗造成的信号变化，ΔS/S代表血管通透性的增加。无自然标记的右旋葡萄糖是机体糖代谢的基础，富含羟基的葡萄糖很容易与周围的水分子发生氢分子饱和交换。以右旋葡萄糖为基质，通过饱和交换改变水分子的磁化向量，引起T1信号的变化，因此被称为T1ρ加权DGEMRI，它被广泛地用来定量评价神经系统疾病引起的代谢和灌注变化。

　　用人EGFRvIII重组恶性胶质瘤细胞植入免疫缺损小鼠，经尾缘静脉0.5g/mL医用葡萄糖150μL，分别采集注射前后DGE图像，经计算，用ΔS/S反映胶质瘤微血管通透性变化，最高值(5%~3%)明显高于对侧大脑。通过DCEMRI图像与DCEMRI图像的对比实验，发现两者之间有很好的相关性，因此可以利用ΔS/S来评价微血管通透性。

　　接下来介绍，DGEMRI在胶质瘤患者中进行了临床试验，发现肿瘤不同区域的强化时间是不同的，时间强度曲线中包含微血管通透性的信息，从而证明DGEMRI用于临床是可行的。但如果直接使用偏共振饱和脉冲，则可以产生磁化转移对比和直接水饱和(directsaturation,DS)等效应，从而干扰CEST信号。为了消除这种干扰，最近的一项研究通过使用不对称磁化转移速率代替ΔS/S来消除MTC和DS的影响，并使用含有更多羟基的右旋糖酐，通过对DGEMRI的MTRasym图和DCEMRI得到的Ktrans图进行对比，证实了将其用于微血管通透性研究的巨大潜力。但右旋糖酐在临床上的应用还没有深入研究。